Smart Home System mit Mikrocontrollertechnik Arduino und Raspberry

Smart Home Funk-Wandtaster

Smart Home Funk-Wandtaster

Funktionsbeschreibung

Der Wandtaster dient dazu, die üblichen Steuerungsaufgaben in einem Raum im Haus zu bedienen. In der Standardausführung lassen sich so eine Deckenlampe, der Rollladen und die Heizung steuern. Zudem informiert er über die aktuelle Raumtemperatur, sofern ein Umweltsensor vorhanden und verknüpft ist.
Über ein Display und mit 6 Tasten ausgestattet lassen sich alle Funktionen über eine Menüsteuerung komfortabel anwählen. Über direkt belegte Tasten lassen sich Funktionen auch ohne Umwege über das Menü schalten.
Ein Relais schaltet das Deckenlicht und mithilfe des Gateways ist dadurch auch eine Bedienung über das Smartphone möglich

Hardwareaufbau

Das komplette einbaufertige Modul besteht grob aus 2 Teilen. Einmal dem Tastermodul selber und dem Koppelmodul mit Anschluss an die Hausinstallation.

Tastermodul

Das Tastermodul wurde dem kommerziell erhältlichen „Gira KNX Tastsensor 3“ nachempfunden:

Gira KNX Tastsensor 3

Grund hierfür ist die Tatsache, dass sich die Tasterwippen des „Gira KNX Tastsensor 3“ als Ersatzteil im Fachhandel kaufen lassen. Idealerweise sind diese Durchsichtig (Displayanzeige und individuelle Beschriftung durch Beschriftungsbogen hinter den Tasterwippen möglich)

Gira KNX Tastsensor Tasterwippen

Entsprechend der vorgegebenen Anpassung des Gehäuses an die Tasterwippen wurde das Originalgehäuse des „Gira KNX Tastsensor 3“ komplett vermessen, digital mit CAD Software (Solid Edge) rekonstruiert und mittels 3D-Drucker ausgedruckt

Gira KNX Tastsensor 3 Hardware Gira KNX Tastsensor 3 Gehäuse

Mit einer Zwischenplatte wird die Platine wie im Original im Gehäuse festgeklemmt, damit diese nicht herausfällt, und dient als Unterlage für den Beschriftungsbogen. Der Ausschnitt ist für das OLED Display vorgesehen.

Zwischenplatte CAD Zwischenplatte 3D-Druck

Die Positionen der Taster und LEDs auf der Vorderseite der Originalplatine wurden komplett übernommen. Das OLED Display wurde so positioniert, dass es mittig der oberen Tasterwippe sitzt. Mikrocontroller, Funkmodul und weitere Bauteile sind auf der Rückseite der Platine.

Funk-Wandtaster Platine Vorderseite Funk-Wandtaster Platine Rückseite

Montage Tastermodul

Das Tastermodul besteht aus den schon beschriebenen 5 Komponenten. Dem Gehäuse, der Platine, der Zwischenplatte, einem individuell beschriftbarem Abdeckblatt und den Tasterwippen. Nachfolgend Bilder des Aufbaus

Platine in Tastergehäuse eingesetzt Zwischenplatte eingesetzt beschriftbares Abdeckblatt eingelegt Endmontage des Schalters mit Tasterwippen

Das fertig montierte Tastermodul wird anschließend in einen Dekorrahmen eingesetzt, in dem auch die externe Antenne Platz findet. Die Antenne wurde deshalb extern gewählt (eine Integration in die Platine wäre auch möglich gewesen) um auch im Gebäude mit Wände und Decken etc. eine möglichst hohe Funkreichweite zu erzielen.

Antenne in Rahmen einsetzen

Koppelmodul

Das Koppelmodul dient dem Anschluss an die Hausinstallation und der Montage des Tastermoduls. Es besteht aus einem Tragring, einer Koppelplatine und der Netzteilplatine.

Koppelmodul zusammengebaut

Tragring

Um die Koppelplatine mit der Netzteilplatine in einer Standardinstallationsdose zu befestigen wurde ein Tragring entwickelt. Wie die anderen Kunststoffteile ist dieser 3D gedruckt.

Koppelplatine

Die Koppelplatine dient der Aufnahme des Tastermoduls über die beiden Buchsenleisten, welches einfach aufgesteckt wird. Eine weitere Befestigung des Tastermoduls ist nicht nötig. Daneben ist zur Ansteuerung des Relais auf der Netzteilplatine noch ein Transistor verbaut, da die Ausgangspins des Mikrocontrollers den Strom, welche das Relais benötigt, nicht liefern können.

Koppelplatine Vorderseite Koppelplatine Rückseite

Netzteilplatine

Auf der Netzteilplatine sind das Netzteil zur Stromversorgung des Funk-Wandtasters, ein Relais zum Schalten der Deckenleuchte, Sicherung und das Anschlussterminal verbaut.

Netzteilplatine Vorderseite Netzteilplatine Rückseite

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